建筑幕墙和玻璃产业 相互支持相互依存

　　我国建筑幕墙从1978年起步，经过近30年发展，到21世纪初，我国已发展成为世界第一幕墙生产和使用大国。21世纪头10年（2001年~2010年）我国建筑幕墙持续迅猛发展。我国建筑幕墙的发展离不开我国建筑玻璃的发展，建筑幕墙和建筑玻璃同步发展，两者相互支持，相互依存。


    1.建筑幕墙的艺术效果依赖于新型建筑玻璃的发展。上世纪80年代是建筑幕墙起步阶段，建筑玻璃的品种也不多，能用着色玻璃（茶玻、蓝玻、绿玻）已属时尚，后来人们对建筑外观的要求越来越高，尤其随着隐框玻璃幕墙的兴起，镀膜玻璃使隐框玻璃幕墙光彩夺目，隐框玻璃幕墙得到建筑师和百姓青睐并迅猛发展。


    2.建筑玻璃从建筑构件发展成结构构件。钢化玻璃、夹层玻璃、钢化夹层玻璃的发展，使建筑幕墙发展进入了一个新时代，由于这些玻璃具有较高的力学性能，可用作结构构件的材料，这时玻璃除了做四边支承的透光面板使用外，还可用于点支承玻璃幕墙的透光面板，即在玻璃四角开孔，用连接件将玻璃固定在钢爪上成为点支式玻璃幕墙，也可在玻璃接缝或四角上设压板将玻璃面板固定在钢索上成为单层索网（单层竖索）玻璃幕墙。玻璃作为梁的材料。玻璃梁胶接全玻璃幕墙和点支式玻璃梁全玻璃幕墙成为公共建筑大堂的宠儿，使玻璃梁玻璃幕墙、点支式玻璃幕墙超常发展。2006年玻璃梁（含点支式）玻璃幕墙达到220万平方米，还出现了悬挑5~6米全玻璃雨蓬。全玻璃楼梯就是楼梯平台梁、平台板、楼梯斜梁和踏步板全部由玻璃制作。楼梯平台梁、安装楼梯的楼板梁用钢索悬吊，楼梯斜梁用连接件（驳接件）固定在楼板楼板梁和平台梁上，平台板由连接件（驳接件）固定在平台梁上，踏步板也是用连接件（驳接件）固定在楼梯斜梁上，这样形成一个全透明的楼梯系统。全玻璃楼板就是楼板梁和楼板全部为玻璃材料。玻璃楼板梁支承在主体结构上，玻璃楼板用连接件（驳接件）固定在玻璃楼板梁上。荣获世界2007年十大好建筑的CCTV就用了近千平方米玻璃地板，站在CCTV观光层的玻璃楼板上，俯视北京全景就有一种类似在“神州五号”、“神州六号”上遥望地球的感觉。


    3.中空玻璃、Low-E中空玻璃的发展，使采用玻璃幕墙的建筑的节能发展到一个新阶段。GB50189等节能设计规范的发布，对建筑节能提出了严格的要求，建筑幕墙由于有中空玻璃、Low-E中空玻璃（还有真空玻璃）发展的支持，不仅没有停止发展的步伐，而且还在一个崭新的平台上阔步前进。


    4.玻璃热弯技术的发展，使我国各种异形建筑披上了建筑幕墙的外衣。如北京天文馆喇叭形造型得以实现。


    5.建筑幕墙在使用过程中不断受到外界环境的影响和污染，以前靠擦窗机、蜘蛛人去清洗，自净玻璃的出现，开辟了一条新出路。


    我国建筑事业不断向前发展，对建筑幕墙和建筑玻璃又提出了新要求，这是摆在我国建筑幕墙和建筑玻璃行业技术人员面前的新任务，我们要敢于、善于接受这种挑战，开发出更好更多的建筑玻璃：


    一是开发出艺术形式多样、色彩绚丽的玻璃，以满足各种建筑装饰的需要。随着经济发展，技术水平提高，人们的生活水平也随之提高。人们对建筑的功能、建筑色彩、色调的要求也越来越多样化，如只有透明的无色玻璃幕墙就不能满足要求了，透明玻璃幕墙只适用于展示其内部形象的场合，如大型百货商店。但有些场合就不适宜展示其内部结构和活动，镀膜玻璃的单向透明性能，在室外看不清室内，而室内可以清楚见到室外。隐框玻璃幕墙特定的质感和光辉以及光的透射、反射、折射全部功能集于一体。当光照在大面积隐框幕墙上时，由于玻璃具有和光相似的性质能创造出光艺术的奇特效果。镀膜玻璃在迎光面具有镜子的特性，而在背光面则又如普通玻璃般透明，这种神奇的特性给人造成视觉观赏上的多种可能性。


    二是发展高强度玻璃品种，促进全玻璃结构的发展。虽然玻璃能作为结构构件用于建筑，但比起其它金属材料，强度还是低的，这样结构断面就比金属材料大很多，且材料消耗量多，断面大，占有空间就大，影响建筑空间，这就要求开发强度更高、稳定性能更好的玻璃来做结构构件，使玻璃结构更轻巧，减少占用建筑空间，使建筑更美观，建筑空间利用更经济更合理。


    三是开发更节能的玻璃制品，促进我国建筑节能的前进步伐。


    幕墙节能的要求：在冬季最大限度地利用自然能来取暖，多获得热量和减少热损失；夏季最大限度地减少得热并利用自然能来降温冷却，以达到节能的目的。


    由于我国幅员辽阔，南北方、东西部地区气候差异很大，透明幕墙对建筑能耗高低的影响主要有两个方面：一方面，透明幕墙的热工性能影响到冬季采暖、夏季空调室内外温差传热；另外，是幕墙的透明材料（如玻璃）受太阳辐射影响而造成的建筑室内的得热。冬季，通过透明幕墙进入室内的太阳辐射有利于建筑的节能，因此，减小透明幕墙的传热系数抑制温差传热是降低透明幕墙热损失的主要途径之一；夏季，通过透明幕墙进入室内的太阳辐射成为空调降温的负荷，因此，减少进入室内的太阳辐射以及减小透明幕墙的温差传热都是降低空调能耗的途径。由于不同纬度、不同朝向的太阳辐射的变化很复杂，日辐射强度和峰值出现的时间是不同的，因此，不同纬度地区热通道幕墙节能设计也应有所差别。在寒冷地区，采暖期室内外温差传热的热量损失占主导地位。因而，对幕墙的传热系数的要求高于南方地区。在夏热冬暖和夏热冬冷地区，空调期太阳辐射得热所引起的负荷可能成为了主要矛盾，所以，对幕墙的玻璃（或其他透明材料）的遮阳系数的要求高于北方地区。


    另一方面，为了使建筑物适应各地不同的气候条件，满足节能要求，应根据建筑物所处的建筑气候分区，确定建筑围护结构合理的热工性能参数。北方严寒、寒冷地区主要考虑建筑的冬季防寒保温，建筑围护结构传热系数对建筑的采暖能耗影响很大。因此，在严寒、寒冷地区对围护结构传热系数的限值要求较高。夏热冬冷地区既要满足冬季保温又要考虑夏季的隔热，不同于北方采暖建筑主要考虑单向的传热过程。夏热冬暖地区主要考虑建筑的夏季隔热，太阳辐射对建筑能耗的影响很大。太阳辐射通过幕墙进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因，同时还要考虑在自然通风条件下建筑热湿过程的双向传递，不能简单地采用降低墙体、屋面、窗户的传热系数和增加保温隔热材料厚度来达到节约能耗的目的，因此，在围护结构传热系数的限值要求上也就有所不同。应开发适应不同节能要求的玻璃品种。


    四是为适应光电幕墙（叠面）的需要，要发展刚度大的玻璃，因为硅片易碎，对玻璃挠度要求很严格。太阳能光伏幕墙是将太阳能转化为电能的装置。在当前能源供应紧张的情况下，为发展太阳能伏幕墙提供了空前的机遇。但制造太阳能光伏幕墙用的光电板是将薄硅片夹在两片玻璃之间胶接后成型的，所以玻璃是制造太阳能光伏幕墙板的主要夹持材料，由于硅片极脆，弯曲稍大即会破碎，因而就要求夹持硅片的玻璃有较一般玻璃有更好的刚度。因此要生产出刚度比一般玻璃大的玻璃来适应光电幕墙发展的需要，同时太阳能辐射的透射率也影响太阳能光伏发电的效果，因此要求用于光电幕墙板的玻璃透光系数要高，且自净能力强，因为一旦玻璃表面被污染，就会影响硅片接受的太阳辐射，而使于屋面的光电板更容易积灰，影响硅片接受的太阳辐热，因此用于制作光电幕墙板的玻璃要求刚度大，透光率高，自净能力好。

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